水文计算中推理公式的应用及参数的分析.pdf

计算中推理公式的应用及参数 北 京 有 色 冶 金 设 计 研 究 总 院 翌 【 l摘要j笔者 根据多年水文计算经 验， 详细孵明了 推理盐盏 I 睁 } 他条 件， 舟 析了臻 雨及汇流参 数n 、血- 值的物理概盘、使带范圈、验证方法 ． 澄请丁一些援糊概念，为公式应用电 造了条停． 关 塑哆 洪 水 计 算 塑 扛 ， 对小汇水面积洪峰流量的计算方法，多 年来各部门都在研究，方法很多，其中以水 利水 电科学研究豌简化推理公式应用比较方 便 ，比鞍普遍，其公式为， Q 垒 兰 一 D F 1 式 中 Q 一设计频率为p 时的洪峰流 量， m。 ／ s , s 孵 率为p 时的暴雨雨力， m m／ ,,h F I 坝自 以上的汇水 面歌 ，_k m。 } L 由坝址至分水岑 的 主 河 槽 长 度，k in； m汇流参数} J 主河槽的平均坡降’ 拟 产菰历时内流域平 均入 渗率， ram／ h ； f 2 ㈥ B 4一 n C 4一Ⅱ ． 一 ～ n “ “ ⋯⋯⋯Ⅲ⋯∞， ，Lm 3 ． 2 水量 自平衡模式的工程应用 巴基斯担山达克工程磨浮车问循环冷却 水系统，为水量 自平衡重力回水循环玲却永 系统，系统设计供水水量为Q7 6 m ／ h ， 设冷 、热水泵各三台，两 台工 作， 一 台 备 用。根据水量 自平衡模式设计要求，冷水泵 设计流量为Q ／ 2 ，li ]] 3 8 m h ；按工艺用水 水压要求及系统阻力损失计算结果，玲水 泵 设计扬程为3 2 m；选 用 I s 8 0 6 5 1 6 0型水 泵，工况点为流量3 8 m。／ h ，扬程3 4 m 。自平 衡溢流承量按 系统设计供回水水量的 ％ 计 ， 即I q 7 8 m 。 ／ h 5％4 m 。 ／ h ，冷 却塔 蒸 发损 失和排糟水量按系统设计供回水水量的 5 ％计，即q 7 6 m／ h 5 4 m h ，则热 水泵设计流量为。 Q q q ／ z ， 部 7 6 十4 4 ／ z 4 2 m Vh 按冷 却塔l厦置高 度、 配水水头及系统阻力损失计算结果，热水泵 设计扬程为邶 J选用8 D Y 一 1 5 型液下泵 ， 工 况点为流量蛇m ，扬程1 8 m。与采用常 规模式设计相讫t水池容积减小2 0 ％，省去 了冷 热水池水位监测设备，节约该项工程投 资的 1 0 ％，并减 小了泵 站面积，工程现 已建 成投产，系统运行稳定可靠。 此外，菏泽锯厂等工程循环冷却水系统 设计中也采用 水 量自平衡模式，均取得了 很好的技术经济效果。 宥 色矿山一I 9 7 够撕 尸的 维普资讯 n 暴雨递减指数， 当f ≤l 时，取n n 1 ，当t 1 时，取n n 2 n 1 、 n t 可由当地水文手册查取， f 流域汇流历时，h 】 h 主雨峰产生的迳流深，mm。 在 实际运用中，n 、m值对计算 成 果影 响颇太， 误差可以几倍。而且通过多年来大 暴雨资料点绘，发现n ，m值的变化 范 围比 较太，各种水文计算书本上提出的n 、 m值， 已经满足不了水文计算的要求。另外，不少 计算者对于推理公式的使用条件、来龙去脉 不明确，带有盲 目 性，生搬硬套，所以有必 要先介绍一下推理公式的概化条件及i可 题； 然后对计算参数n 、m、 值作些分析， 1 推理公式的概化条件 假定为全汇水面积汇流。 1 推理公式是以全汇流面积造峰理 论为基础的，即洪峰流量Q ， 是 由降雨历 时 等于流域汇流历时的最大降雨所形成的。 2将汇流面积概化为矩形，将矩形 面积划分为小单元的等流时块，汇水 面积 f 对时间t 的变化为线性关系， 以公式表达即 】 r 、 常数a ，a 电叫平均雨强，单 位 为 m m l mi n 。 3 平均雨强降到全汇水面积上，产 生全面积汇流。 4造峰历时t q F 汇流历时f 。 5 ，暴雨强度概化为公式 Ht S t ‘ 一 Ht 时间为t 时的暴南深度，mmI s 雨力，mm ／ h n 值有n 、吨之分，其分界点假定在t 1 小时。降水汇水面积与时间t 为线性关系。 以上 5条假定，有 4 条与实际情况有所 出入。第 1 条概化，流域汇流实际上不 是全面汇流。因-一般情况下，产生洪峰流量 Q 的汇水面积只能是流域 的部分汇 水 面 积 f ，用 公式表达为 ， 寺 l 一 1 一 Y 与汇流相关的指数 由此式可知。当f F 时，即 为全 面 汇 流 只有在特小汇水面积上产生的点暴雨才 有全面汇流的情况。第 2 条概化，将汇 水面积F 概化为矩形与实际不符。田在 相同 汇水面积都 为F 的情况下，不同形状其最 大 同时汇水面积不同，产生的洪峰流量可以相 差很大。第 3 条，产生洪峰流量的暴雨 雨强不是平均雨强，而是最大同时汇水面积 所聍应的雨强。即 [ f ， a ] 耐 的a 。 第 5条，降水汇水面积与时间 t 是非线 性关系，如下图 C a ， t c ， 现t t c 5 5 ． 4 9 h ，说明 值计算错误。 推理公式中， 为了简化 ， 也假定 值在2 4 小时内平均扣损，此时净雨深 为t h H2 P一24 33 24X 3． 3 1 ‘ -r 2 5 2 mm ，但地区实际h 且 2 8 1 ram ，说 明互糟矛 盾，所 以 值计算应采用公式 曲 即 导 1 - 0 _ 8 5 署i 2 ． o T m m ／ 在洪峰流量的计算中， 值大小对计算成 果影响不大。 ’ 4 i11 值的分析 m为汇流参数，反映河槽及_山坡糙 率、 河槽形状的素数，对洪峰流量的影响较太。 倒如在陕西盒堆城鳝天矿排 洪设计 中， 1 5 k m 。 汇水面积百年一遇洪蜂虢量，当n l 1 时，流t2 8 0 m S l s ，当m 0 o 8 对， ． 流量 为 ．2 2 7 “ m 。 ／ s ，m 值仅差0 ． 2 ，流量差2 3 。从计 算规律看，m值愈大，汇流历时f 越小 ， 洪峰 流量愈大。现m 值不仅如书上所标 的 1 ～ 2 之间，实际汇流中，m 傅苜达4 ． 5 口当 值 藏 小，f 增大时，流量Q 蔓减小趋势，现m 值已 小到0 ． 2 ，0 ． 4 。 一 m值的定量，也可 由当地流域 已有 洪 水资料推算。 。 。 水利水电科学研究院胨家琦等著 小汇 水面积的洪水计算 一书 09 e 3 年版本， 对n l 值定量依据仅 1 8 0 个点 ； 特西流域只有几 个点，对冶金系统从事水文计算的工作者来 讲，应该太多属于特小流域的问题。 武龊承利魅 大学狮生，在江西、湖北 等地作 了大量的工作，提 出了m值的经验公 式如下； m0 ． 2 9 0 “ i E流条件一般 时 l { 5 m0 ． S O 0 。 “ 汇流条件 良好时 6 T 式中 o I_， 通过实际应喇，此经验公式比较好用， 对 值的定量前进了一步。在金堆城矿的排 洪设计中， 。 。我们衬用厉史洪水反推m值，其 办法如下 由 推 理 公 交 晏 譬 ． 一 0 ． 2 7 8 h F ～ m 昔‘ 式 中 、 Q _ 历史洪峰流量 m 。 ／ s } ’h 卜径 深，m ．ml 推理公式的应用，解决了小流域洪水计 募中的复杂I 题， 使工程运行安全 可靠。 随着工农业的发展，推理公式将会进一步完 善，使水文计算愈来愈准确 ‘ 亦 计算中携 理公式姐直 用及拳 数柏丹析 雪摩 邮毓1 o o o 3 a j 一 4 a ～ 维普资讯